一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法及系统，其中方法包括：计算负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点处转差率；分别计算A相、B相和C相在发生电压暂降时的相电压暂降比；若A相、B相和C相的相电压暂降比均一致，则电压暂降为对称电压暂降；基于此判断电压暂降是否为绝对安全电压暂降；若否，则进行第一次警告；并基于稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率，计算负载模型的第一临界消除时间；若暂降时间大于第一临界消除时间，则进行第二次警告，并判断电动机是否能够自动实现低电压穿越；若不能，则将电动机从主电路切除；通过该方法可以根据电压暂降持续时间以及负载模型，快速、精准地对电动机进行保护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法及系统


[0001]本专利技术属于电动机保护器电能质量保护
，特别是一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法及系统。

技术介绍

[0002]电压暂降是指电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.～0.9p.u.，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的电压扰动事件。而电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.以下的电压扰动事件称为电压中断，分为短时和长时中断，短时中断可在电压突降短暂持续10ms～1min后恢复正常，长时中断则不能自动恢复。电压暂降(含中断)是否会造成电动机停机取决于电压残存幅值和持续时间。
[0003]由于电压中断期间电压幅值较低，除了中断时间较短和负载较小等情形，其他绝大多数情形下电动机都会停机，因此为简单计，本专利技术将电压暂降和电压中断统称为“电压暂降”。
[0004]当感应电动机定子端发生电压暂降时，若暂降期间的电磁转矩T
e
曲线与负载转矩T
L
曲线仍有稳定平衡交点，则此种电压暂降称为绝对安全电压暂降(Absolutely safe voltage sag，缩写为ASVS)，否则称为非绝对安全电压暂降(Non
‑
ASVS)。
[0005]在Non
‑
ASVS下目前缺乏一种根据电压暂降持续时间、负载模型就能快速、相对精确地判定电动机能否实现低电压穿越以及判定无法穿越低电压时对电动机进行保护的电动机保护器软硬件系统。
[0006]目前部分电动机保护器已具有欠电压(失压)重起动保护功能。电动机行业标准JB/T10736
‑
2007《低压电动机保护器》(已于2017年废止，暂无替代国标)对欠电压(失压)重起动功能描述要求为：因主电路欠电压故障或失压停车，a)若在“立即重起动时间”内电压恢复至正常(允许重起动设定值以上)时，保护器可使电动机立即恢复至电动机停车前的运行状态(不经过起动延时、降压等过程)；b)若超过“立即重起动失压时间”而在“延时重起动延时时间”设定时间内，电压恢复至欠电压(失压)重起动设定值以上，则电动机按“延时重起动延时时间”延时起动(与正常起动的过程相同)，延时时间允许误差为
±
10％；c)若超过“延时重起动延时时间”后电压恢复，则电动机不再自动重起动。恢复电压值误差不大于
±
10％。
[0007]欠电压(失压)重起动保护技术的缺点：在Non
‑
ASVS下感应电动机能否重新加速成功，完全取决于电压暂降持续时间是否小于某个临界时间(本专利技术中定义为电压暂降临界消除时间)，该临界时间依赖于每台电动机的阻抗参数和负载模型，但欠电压(失压)重起动功能并未针对具体的电机和负载模型进行差异化设定，只是根据欠电压(失压)时间长短(即电动机发生减速后的速度区间)分段进行的笼统保护，即“不论电机参数、不问负载模型”。
[0008]下面以电动机阻抗参数对T
e
曲线的影响为例说明欠电压(失压)重起动的技术缺陷。
[0009]由于电动机阻抗参数决定了T
e
曲线的形状，若T
e
曲线在转差率s∈[s
maxT
,1]段(注：s
maxT
为最大电磁转矩时的转差率，称为临界转差率)较为陡峭，在此区间T
e
曲线的大段已位于负载转矩T
L
曲线之下(可参见说明书附图图2)，假设电动机欠电压(失压)持续到接近“立即重起动失压时间”时电压恢复正常，则保护器显然无法使电动机恢复至电动机停车前的运行状态，否则将与转矩微分方程相悖。同理，若T
e
曲线在s∈[s
maxT
,1]段较为平缓，在此区间T
e
曲线有相当多的部分仍位于T
L
曲线之上，假设电动机欠电压(失压)持续到“延时重起动延时时间”的一小半时间时电压恢复正常，则电动机凭借自身力量即可加速到欠电压(失压)前的运行状态，此时电动机无需按“延时重起动延时时间”延时起动。
[0010]因此，感应电动机定子端在未加装抗晃电设备、发生非绝对安全电压暂降时，如何根据电压暂降持续时间以及负载模型如何快速、精准地对电动机进行保护是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0011]鉴于上述问题，本专利技术提供一种至少解决上述部分技术问题的一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法及系统，该方法可以根据电压暂降持续时间以及负载模型，快速、精准地对电动机进行保护。
[0012]一方面，本专利技术实施例提供了一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法，包括：
[0013]获取电动机阻抗参数和负载模型；
[0014]根据所述电动机阻抗参数，构建基于转差率的电磁转矩三系数模型；
[0015]根据所述电磁转矩三系数模型，结合所述负载模型对应的负载转矩，计算所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率；
[0016]分别获取在电压暂降期间电动机的A相、B相和C相在发生电压暂降时的相电压有效值，以及获取所述电压暂降的暂降时间；
[0017]根据所述A相、B相和C相的相电压有效值，分别计算所述A相、B相和C相的相电压暂降比；
[0018]若所述A相、B相和C相的相电压暂降比均一致，则所述电压暂降为对称电压暂降；基于此判断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降；
[0019]若所述电压暂降为非绝对安全电压暂降，则进行第一次警告；并基于所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率，计算所述负载模型的临界消除时间，记作第一临界消除时间；
[0020]若所述暂降时间小于所述第一临界消除时间，则所述电动机为安全状态；
[0021]若所述暂降时间大于所述第一临界消除时间，则进行第二次警告，并判断所述电动机是否能够自动实现低电压穿越；
[0022]若所述电动机不能自动实现低电压穿越，则将所述电动机从主电路切除。
[0023]进一步地，还包括：
[0024]若所述A相、B相和C相所对应的相电压暂降比不一致，则所述电压暂降为不对称电压暂降；基于此，结合所述A相、B相和C相的相电压暂降比，计算所述电动机的正序电压暂降
比和负序电压暂降比；
[0025]基于所述电动机的正序电压暂降比和负序电压暂降比，结合所述电磁转矩三系数模型，计算所述电动机的合成电磁转矩；
[0026]基于所述电动机的合成电磁转矩，判断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降；
[0027]若所述电压暂降为非绝对安全电压暂降，则进行第一次警告，并基于所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率，计算所述负载模型的临界消除时间，记作第二临界消除时间；
[0028]若所述暂降时间小于所述第二临界消除时间，则所述电动机为安全状态；
[0029]若所述暂降时间大于所述第二临本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法，其特征在于，包括：获取电动机阻抗参数和负载模型；根据所述电动机阻抗参数，构建基于转差率的电磁转矩三系数模型；根据所述电磁转矩三系数模型，结合所述负载模型对应的负载转矩，计算所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率；分别获取在电压暂降期间电动机的A相、B相和C相的相电压有效值，以及获取所述电压暂降的暂降时间；根据所述A相、B相和C相的相电压有效值，分别计算所述A相、B相和C相在发生电压暂降时的相电压暂降比；若所述A相、B相和C相的相电压暂降比均一致，则所述电压暂降为对称电压暂降；基于此判断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降；若所述电压暂降为非绝对安全电压暂降，则进行第一次警告；并基于所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率，计算所述负载模型的临界消除时间，记作第一临界消除时间；若所述暂降时间小于所述第一临界消除时间，则所述电动机为安全状态；若所述暂降时间大于所述第一临界消除时间，则进行第二次警告，并判断所述电动机是否能够自动实现低电压穿越；若所述电动机不能自动实现低电压穿越，则将所述电动机从主电路切除。2.如权利要求1所述的一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法，其特征在于，还包括：若所述A相、B相和C相所对应的相电压暂降比不一致，则所述电压暂降为不对称电压暂降；基于此，结合所述A相、B相和C相的相电压暂降比，计算所述电动机的正序电压暂降比和负序电压暂降比；基于所述电动机的正序电压暂降比和负序电压暂降比，结合所述电磁转矩三系数模型，计算所述电动机的合成电磁转矩；基于所述电动机的合成电磁转矩，判断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降；若所述电压暂降为非绝对安全电压暂降，则进行第一次警告，并基于所述负载模型的稳定平衡点转差率和不稳定平衡点转差率，计算所述负载模型的临界消除时间，记作第二临界消除时间；若所述暂降时间小于所述第二临界消除时间，则所述电动机为安全状态；若所述暂降时间大于所述第二临界消除时间，则进行第二次警告，并判断所述电动机是否能够自动实现低电压穿越；若所述电动机不能自动实现低电压穿越，则将所述电动机从主电路切除。3.如权利要求1所述的一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法，其特征在于，判断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降，具体包括：判断所述电压暂降期间的电磁转矩曲线与负载转矩曲线是否存在稳定平衡交点；若存在稳定平衡交点，则所述电压暂降为绝对安全电压暂降；若不存在稳定平衡交点，则所述电压暂降为非绝对安全电压暂降。4.如权利要求2所述的一种电机保护器的暂降临界消除时间计算方法，其特征在于，判
断所述电压暂降是否为绝对安全电压暂降，具体包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，龙飞，裴喜平，李恒杰，林洁，魏占宏，魏祥林，张晓英，彭兆伟，刘升升，雷欢，张蕾，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：